分析當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用

楊海嘯 陳明超

（內(nèi)蒙古第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)院，內(nèi)蒙古 赤峰024000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘察備受關(guān)注。水工環(huán)地質(zhì)勘察在能源開發(fā)、建筑領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，水工環(huán)地質(zhì)勘察若是出現(xiàn)了偏差，我國(guó)的能源開發(fā)就會(huì)遇到很大的問題，工程建設(shè)就失去了效益，我國(guó)的能源和生態(tài)都會(huì)遭遇風(fēng)險(xiǎn)。分析水工環(huán)地質(zhì)勘察的方法，并且不斷進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，對(duì)提高水工環(huán)地質(zhì)勘察具有重要意義。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察現(xiàn)狀分析

在我國(guó)的地質(zhì)學(xué)發(fā)展中，工程地質(zhì)學(xué)開始只是地質(zhì)學(xué)的一部分，工程地質(zhì)學(xué)才發(fā)展了90多年。在這90多年的發(fā)展過程中，工程地質(zhì)學(xué)已經(jīng)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要的貢獻(xiàn)。我國(guó)的工程地質(zhì)學(xué)在發(fā)展過程中，不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，和我國(guó)的實(shí)際相結(jié)合，成就了地質(zhì)學(xué)發(fā)展的新理論。

水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)是人們生活中重要的組成部分，特別是人們大力推行可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)對(duì)全球變化的大環(huán)境下，水工環(huán)建設(shè)得到了空前的重視。全球的環(huán)境、資源都處在變化時(shí)期，每個(gè)國(guó)家都在不斷的調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和環(huán)境地質(zhì)的部署，水工環(huán)一體化研究也成為各國(guó)研究的重點(diǎn)。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用

2.1 GPS技術(shù)和應(yīng)用分析

GPS衛(wèi)星定位工作原理為將原來在地面上的無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)放在了衛(wèi)星上，利用衛(wèi)星的高空運(yùn)動(dòng)，組建衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。在地面上建立3個(gè)以上的控制站，利用無線電測(cè)距交會(huì)原理，就可以交會(huì)出高空位置的具體位置。同理，只要使用3顆或者3顆以上的衛(wèi)星，就可以利用衛(wèi)星已知的空間，交會(huì)出地面上用戶接收機(jī)的具體位置。用戶的接收機(jī)在使用過程的某個(gè)特定時(shí)間，就可以接受多顆衛(wèi)星的信號(hào)，測(cè)量出接收機(jī)天線中心距離3顆或者3顆以上衛(wèi)星的距離，就能夠計(jì)算出這個(gè)時(shí)間點(diǎn)GPS衛(wèi)星在高空中的窄間作標(biāo)，從而使用交會(huì)法計(jì)算出測(cè)站點(diǎn)的具體位置。GPS進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量主要的方法是：在基準(zhǔn)站上放置一臺(tái)GPS接收機(jī)，讓接收機(jī)不斷的進(jìn)行可見衛(wèi)星的觀測(cè)，將觀測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送給用戶觀測(cè)站。用戶觀察站在接受GPS信號(hào)的同時(shí)，就可以經(jīng)過無線電接收設(shè)備，將基準(zhǔn)站傳送過來的數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行接收，利用GPS相對(duì)定位原理，計(jì)算出相對(duì)基準(zhǔn)站基線向量，計(jì)算出WGS—84坐標(biāo)。經(jīng)過已經(jīng)預(yù)先設(shè)定好的WGS—84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)系進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的、精確的顯示出用戶急需的三維坐標(biāo)精度。

2.2 RTK技術(shù)和應(yīng)用分析

RTK技術(shù)采用三種相位差分，分別是相位差分、偽距差分、位置差分。這三種差分方式由基準(zhǔn)站傳輸改正數(shù)，流動(dòng)站接受改正數(shù)，并且進(jìn)行測(cè)量結(jié)果改正，從而得到精確的定位。RTK在基準(zhǔn)站上放置一臺(tái)接收機(jī)，在流動(dòng)站中放置另外的一臺(tái)或者是多臺(tái)接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)站和流動(dòng)站能夠同時(shí)接受同一個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)?；鶞?zhǔn)站把得到的數(shù)值和位置信息相比較，就能夠得到GPS差分改正值，使用無線電數(shù)據(jù)將GPS差分改正值傳送給流動(dòng)站，從而得到精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)位置。流動(dòng)站在進(jìn)行工作的時(shí)候，可以在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或者是靜止的狀態(tài)。在之前，GPS都是單點(diǎn)采集，之后GPS進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)為連續(xù)采集。在很多工程地質(zhì)的測(cè)量過程中，使用三維軟件包進(jìn)行包路線的偏移、背景清除、噪聲濾波、頻率顫動(dòng)等，加強(qiáng)了水工環(huán)地質(zhì)勘察的水平。

2.3 TEM技術(shù)和應(yīng)用分析

瞬變電磁法被稱為TEM技術(shù)，最早在航空探物中應(yīng)用，我國(guó)引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)間還不到40年，技術(shù)還不夠成熟。這種技術(shù)在金屬礦勘測(cè)中得到了空前的發(fā)展，并且在災(zāi)害勘測(cè)、工程勘測(cè)、環(huán)境勘測(cè)中都得到了一定的應(yīng)用。TEM技術(shù)首先就是使用電磁設(shè)備，將脈沖電磁波借助回線的影響傳送到地下，利用發(fā)送時(shí)間之間的差距來觀測(cè)二次渦流場(chǎng)、在觀察過程中，若是出現(xiàn)了異常二次場(chǎng)、不均勻體的渦流場(chǎng)，那么基本上就可以確定在這處地下有帶電的不均勻的地質(zhì)體。在進(jìn)行TEM技術(shù)使用的時(shí)候，應(yīng)該注意到地下介質(zhì)對(duì)電磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，將電磁波的時(shí)間進(jìn)行了延長(zhǎng)，讓電磁波擴(kuò)散到深處，形成煙圈效應(yīng)。工作人員對(duì)煙圈效應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的分析，就可以掌握瞬變場(chǎng)存在的一些規(guī)律，能夠?yàn)橐院蟮牡刭|(zhì)勘測(cè)提供可靠的依據(jù)。

TEM技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中，主要是使用垂直磁偶源和電偶源兩種方法，垂直磁偶源方法應(yīng)用更加廣泛。TEM技術(shù)有一些獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，它的分辨率很高，尤其是在陡峭地質(zhì)中，能夠有很高的敏感度，觀測(cè)的精度非常高，地形的影響和限制很小，所以在我國(guó)的水工環(huán)的地質(zhì)勘測(cè)中應(yīng)用非常廣范。

2.4 GPR技術(shù)和應(yīng)用分析

GPR技術(shù)是探地雷達(dá)技術(shù)或者是地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)在寬帶為10-1000MHz高頻時(shí)域電磁脈沖波協(xié)助下，就可以進(jìn)行地質(zhì)的測(cè)量。地質(zhì)雷達(dá)通過地面發(fā)射天線的幫助下，發(fā)送電磁波到地下，經(jīng)過地下的目標(biāo)體反射到地面的接收天線上，然后再對(duì)接收的電磁波進(jìn)行分析，就可以準(zhǔn)確的測(cè)量出水工環(huán)的地質(zhì)性質(zhì)和形態(tài)。這種探測(cè)方法短距離探測(cè)分辨率高，在水工環(huán)的測(cè)量中得到了很大的應(yīng)用。

地質(zhì)雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的全自動(dòng)化處理，并且形成的圖像非常清晰，很容易進(jìn)行識(shí)別，自身的分辨率非常高，施工非常簡(jiǎn)便，在基巖面覆蓋層厚度和起伏狀況、破碎帶查找、隱伏斷層、考古調(diào)查中得到了很大的應(yīng)用。在水工環(huán)的地質(zhì)勘測(cè)中，地質(zhì)雷達(dá)也得到了很大的應(yīng)用，在探測(cè)水庫(kù)地下壩體或者防滲墻的結(jié)構(gòu)、探測(cè)建筑物地下邊坡孤石、老城區(qū)地下管道的展布和埋深探測(cè)等都有很好的效果。GPR技術(shù)主要使用在短距離的探測(cè)中，在進(jìn)行短距離水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)時(shí)候，有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。

3 總結(jié)

隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)水平也得到了空前的提升，使用的方法逐漸增加，GPS技術(shù)、TPK技術(shù)、GPR技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中都有自己的長(zhǎng)處，都是常見的勘察方法。我國(guó)相關(guān)部門不斷的進(jìn)行信息技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化，將現(xiàn)有的水工環(huán)的探測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)行提高改進(jìn)。使用先進(jìn)的水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)，能夠有效的進(jìn)行探測(cè)任務(wù)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有很重要的作用。

［1］吳曦.論當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍[J].地球,2013(9):22-24.

［2］喬建偉.芻議水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)和應(yīng)用范圍[J].河南科技,2014(9):34-35.

［3］劉富強(qiáng).論當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍[J].大科技,2014(15):67-68.